獨(dú)角獸創(chuàng)業(yè)公司Desktop Metal公布了一款金屬3D打印領(lǐng)域中的仿真軟件-Live Sinter，旨在取代與綁定金屬打印相關(guān)的反復(fù)試驗(yàn)過(guò)程，例如其自己的粘合劑噴射技術(shù)。

在金屬粘合劑噴射中，將從打印機(jī)中出來(lái)的“綠色”零件首先放入脫脂站，在該站中去除裝訂材料。然后將它們?cè)谌蹱t中燒結(jié)，以使其更致密，更堅(jiān)固。但是，此過(guò)程最多可縮小原始打印尺寸的20％。可能出現(xiàn)的其他問(wèn)題包括因沒(méi)有適當(dāng)支撐結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的變形。因此，裂紋和變形可能需要再次打印零件或執(zhí)行后處理程序。對(duì)于使用傳統(tǒng)金屬注射成型（MIM）制成的許多零件也是如此，這激發(fā)了金屬粘結(jié)劑的噴射。

像許多金屬3D打印領(lǐng)域一樣，工程師和操作人員不得不依靠繁瑣且昂貴的試錯(cuò)過(guò)程來(lái)獲得合適的零件。Live Sinter通過(guò)模擬并通過(guò)創(chuàng)建“負(fù)偏移”幾何形狀自動(dòng)補(bǔ)償收縮和變形來(lái)解決許多此類問(wèn)題。一旦進(jìn)行了印刷和燒結(jié)，這些幾何形狀就意味著可以設(shè)計(jì)出正確的組件。

該軟件在GPU加速的多物理引擎上運(yùn)行，該引擎對(duì)“成千上萬(wàn)個(gè)相連的粒子質(zhì)量和剛體”之間的相互作用進(jìn)行建模。通過(guò)無(wú)網(wǎng)格有限元分析對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了進(jìn)一步完善，該分析分析了諸如應(yīng)變，應(yīng)力和位移之類的因素，從而模擬了收縮，變形，風(fēng)險(xiǎn)和失效，從而有可能在生產(chǎn)之前驗(yàn)證設(shè)計(jì)。

“ Live Sinter是通過(guò)與基于燒結(jié)的挑戰(zhàn)聯(lián)合而不是與之對(duì)抗而開(kāi)發(fā)的。這樣，該軟件將生成負(fù)偏移零件幾何形狀，并燒結(jié)成預(yù)期的形狀和尺寸規(guī)格?！?Desktop Metal副總裁Andy Roberts說(shuō)道?！八€解決了燒結(jié)方面的一些最大挑戰(zhàn)，例如使用鑲嵌機(jī)。多年來(lái)，依靠少數(shù)具有多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程師的直覺(jué)，創(chuàng)建可以支撐爐內(nèi)零件的安裝工?，F(xiàn)在，使用Live Sinter，此過(guò)程變得更加容易，可預(yù)測(cè)和可控制。”

可以在短短五分鐘內(nèi)模擬一個(gè)燒結(jié)周期，而在創(chuàng)建合適的負(fù)偏移幾何形狀之前，最快可以在15分鐘內(nèi)完成。如果以后將它們添加到工作流程中，它還可以與新材料，燒結(jié)硬件和工藝參數(shù)一起使用。

此外，該軟件還可以創(chuàng)建幾何形狀，如果沒(méi)有該軟件，則很難進(jìn)行燒結(jié)。這可以通過(guò)增強(qiáng)零件的形狀和尺寸公差來(lái)實(shí)現(xiàn)。反過(guò)來(lái)，Desktop Metal建議可以在第一時(shí)間正確生產(chǎn)零件，包括具有復(fù)雜幾何形狀的零件，從而減少與打印和后處理相關(guān)的時(shí)間和成本。該公司建議甚至可以在沒(méi)有支撐結(jié)構(gòu)的情況下燒結(jié)零件。

Live Sinter將于2020年第四季度首次在Desktop Metal的車間系統(tǒng)中使用，并于2021年在生產(chǎn)系統(tǒng)中可用。該公司指出，該工具適用于任何基于燒結(jié)的粉末冶金工藝。這包括金屬注射成型，但據(jù)推測(cè)，它也可以與ExOne的金屬粘合劑噴射一起使用。Desktop Metal建議它將來(lái)可能會(huì)為這些過(guò)程提供軟件。

與金屬粘合劑噴射相關(guān)的反復(fù)試驗(yàn)過(guò)程可能涉及不同的工作流程，但幾乎所有金屬3D打印技術(shù)都會(huì)發(fā)生這種工作流程。就像燒結(jié)爐中發(fā)生的物理學(xué)非常復(fù)雜且難以預(yù)測(cè)一樣，金屬粉末床聚變（PBF）和定向能量沉積等技術(shù)也是如此。

從歷史上看，解決此問(wèn)題的方法是使用一系列熱像儀和其他傳感器，這些傳感器可用于在構(gòu)建過(guò)程中檢測(cè)問(wèn)題。但是，隨著金屬3D打印越來(lái)越被視為可行的工業(yè)生產(chǎn)工具，客戶要求更好的質(zhì)量控制。盡管大多數(shù)技術(shù)仍缺乏閉環(huán)打印管理，但我們正朝著這個(gè)方向發(fā)展，而模擬軟件則扮演著關(guān)鍵角色。

正如我們?cè)谄渌胤浇榻B的那樣，許多公司正在轉(zhuǎn)向模擬解決方案來(lái)預(yù)測(cè)和補(bǔ)償打印過(guò)程中的問(wèn)題。例如，ANSYS為其金屬3D打印仿真軟件收購(gòu)了3DSIM，并且正在將其集成到EOS金屬PBF機(jī)器中。開(kāi)發(fā)AM的仿真工具的其他公司有 Hexagon，  Altair， 西門子，  PTC，  Materialize。Velo3D具有自己的仿真技術(shù)，結(jié)合高度受控的打印過(guò)程，不僅可以進(jìn)行閉環(huán)金屬3D打印，而且還可以有限地依賴支撐結(jié)構(gòu)。

SmarTech Analysis最近發(fā)表的“ 2020年增材制造軟件市場(chǎng)機(jī)會(huì)”報(bào)告預(yù)測(cè)，到2027年，增材制造軟件的收入將達(dá)到37億美元。仿真可能是這一驚人增長(zhǎng)的核心，而Desktop Metal則表明并非如此僅在PBF中需要，但在金屬粘合劑噴射中也需要。

來(lái)源：3dprint

獨(dú)角獸創(chuàng)業(yè)公司Desktop Metal公布了一款金屬3D打印領(lǐng)域中的仿真軟件-Live Sinter，旨在取代與綁定金屬打印相關(guān)的反復(fù)試驗(yàn)過(guò)程，例如其自己的粘合劑噴射技術(shù)。

在金屬粘合劑噴射中，將從打印機(jī)中出來(lái)的“綠色”零件首先放入脫脂站，在該站中去除裝訂材料。然后將它們?cè)谌蹱t中燒結(jié)，以使其更致密，更堅(jiān)固。但是，此過(guò)程最多可縮小原始打印尺寸的20％。可能出現(xiàn)的其他問(wèn)題包括因沒(méi)有適當(dāng)支撐結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的變形。因此，裂紋和變形可能需要再次打印零件或執(zhí)行后處理程序。對(duì)于使用傳統(tǒng)金屬注射成型（MIM）制成的許多零件也是如此，這激發(fā)了金屬粘結(jié)劑的噴射。

像許多金屬3D打印領(lǐng)域一樣，工程師和操作人員不得不依靠繁瑣且昂貴的試錯(cuò)過(guò)程來(lái)獲得合適的零件。Live Sinter通過(guò)模擬并通過(guò)創(chuàng)建“負(fù)偏移”幾何形狀自動(dòng)補(bǔ)償收縮和變形來(lái)解決許多此類問(wèn)題。一旦進(jìn)行了印刷和燒結(jié)，這些幾何形狀就意味著可以設(shè)計(jì)出正確的組件。

該軟件在GPU加速的多物理引擎上運(yùn)行，該引擎對(duì)“成千上萬(wàn)個(gè)相連的粒子質(zhì)量和剛體”之間的相互作用進(jìn)行建模。通過(guò)無(wú)網(wǎng)格有限元分析對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了進(jìn)一步完善，該分析分析了諸如應(yīng)變，應(yīng)力和位移之類的因素，從而模擬了收縮，變形，風(fēng)險(xiǎn)和失效，從而有可能在生產(chǎn)之前驗(yàn)證設(shè)計(jì)。

“ Live Sinter是通過(guò)與基于燒結(jié)的挑戰(zhàn)聯(lián)合而不是與之對(duì)抗而開(kāi)發(fā)的。這樣，該軟件將生成負(fù)偏移零件幾何形狀，并燒結(jié)成預(yù)期的形狀和尺寸規(guī)格?！?Desktop Metal副總裁Andy Roberts說(shuō)道?！八€解決了燒結(jié)方面的一些最大挑戰(zhàn)，例如使用鑲嵌機(jī)。多年來(lái)，依靠少數(shù)具有多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程師的直覺(jué)，創(chuàng)建可以支撐爐內(nèi)零件的安裝工?，F(xiàn)在，使用Live Sinter，此過(guò)程變得更加容易，可預(yù)測(cè)和可控制。”

可以在短短五分鐘內(nèi)模擬一個(gè)燒結(jié)周期，而在創(chuàng)建合適的負(fù)偏移幾何形狀之前，最快可以在15分鐘內(nèi)完成。如果以后將它們添加到工作流程中，它還可以與新材料，燒結(jié)硬件和工藝參數(shù)一起使用。

此外，該軟件還可以創(chuàng)建幾何形狀，如果沒(méi)有該軟件，則很難進(jìn)行燒結(jié)。這可以通過(guò)增強(qiáng)零件的形狀和尺寸公差來(lái)實(shí)現(xiàn)。反過(guò)來(lái)，Desktop Metal建議可以在第一時(shí)間正確生產(chǎn)零件，包括具有復(fù)雜幾何形狀的零件，從而減少與打印和后處理相關(guān)的時(shí)間和成本。該公司建議甚至可以在沒(méi)有支撐結(jié)構(gòu)的情況下燒結(jié)零件。

Live Sinter將于2020年第四季度首次在Desktop Metal的車間系統(tǒng)中使用，并于2021年在生產(chǎn)系統(tǒng)中可用。該公司指出，該工具適用于任何基于燒結(jié)的粉末冶金工藝。這包括金屬注射成型，但據(jù)推測(cè)，它也可以與ExOne的金屬粘合劑噴射一起使用。Desktop Metal建議它將來(lái)可能會(huì)為這些過(guò)程提供軟件。

與金屬粘合劑噴射相關(guān)的反復(fù)試驗(yàn)過(guò)程可能涉及不同的工作流程，但幾乎所有金屬3D打印技術(shù)都會(huì)發(fā)生這種工作流程。就像燒結(jié)爐中發(fā)生的物理學(xué)非常復(fù)雜且難以預(yù)測(cè)一樣，金屬粉末床聚變（PBF）和定向能量沉積等技術(shù)也是如此。

從歷史上看，解決此問(wèn)題的方法是使用一系列熱像儀和其他傳感器，這些傳感器可用于在構(gòu)建過(guò)程中檢測(cè)問(wèn)題。但是，隨著金屬3D打印越來(lái)越被視為可行的工業(yè)生產(chǎn)工具，客戶要求更好的質(zhì)量控制。盡管大多數(shù)技術(shù)仍缺乏閉環(huán)打印管理，但我們正朝著這個(gè)方向發(fā)展，而模擬軟件則扮演著關(guān)鍵角色。

正如我們?cè)谄渌胤浇榻B的那樣，許多公司正在轉(zhuǎn)向模擬解決方案來(lái)預(yù)測(cè)和補(bǔ)償打印過(guò)程中的問(wèn)題。例如，ANSYS為其金屬3D打印仿真軟件收購(gòu)了3DSIM，并且正在將其集成到EOS金屬PBF機(jī)器中。開(kāi)發(fā)AM的仿真工具的其他公司有 Hexagon，  Altair， 西門子，  PTC，  Materialize。Velo3D具有自己的仿真技術(shù)，結(jié)合高度受控的打印過(guò)程，不僅可以進(jìn)行閉環(huán)金屬3D打印，而且還可以有限地依賴支撐結(jié)構(gòu)。

SmarTech Analysis最近發(fā)表的“ 2020年增材制造軟件市場(chǎng)機(jī)會(huì)”報(bào)告預(yù)測(cè)，到2027年，增材制造軟件的收入將達(dá)到37億美元。仿真可能是這一驚人增長(zhǎng)的核心，而Desktop Metal則表明并非如此僅在PBF中需要，但在金屬粘合劑噴射中也需要。

來(lái)源：3dprint